O projektu

Područje primjene nanostrukturiranih tvrdih metala se sve više širi, ali još uvijek nije u potpunosti definirano. Primjenom nanočestica praha postiže se homogena mikrostruktura veličine zrna polaznih prahova i znatno poboljšanje mehaničkih svojstava i otpornosti na trošenje. Zato je cilj ovog projekta proširiti njihovu primjenu te doći do novih proizvoda.

Cilj će biti ostvaren industrijskim istraživanjem i eksperimentalnim razvojem našeg tima koji se sastoji od predstavnika tvrtke Alfa tim i Fakulteta strojarstva i brodogradnje.

Ključ inovativnosti i značaj predviđenih istraživanja u odnosu na postojeće stanje tvrdometalnih proizvoda i tehnologija vezan je za nekoliko proizvoda koji će biti rezultat projektnih aktivnosti: sapnice za rezanje vodenim mlazom, korozijski postojani tvrdi metali/alati i nanostrukturirani tvrdi metali/alati s alternativnim vezivima te referentne pločice tvrdoće.

01.
Sapnice za rezanje vodenim mlazom

Sapnice za rezanje vodenim mlazom koriste se za rezanje svih vrsta materijala i oblika, a posebice tvrdih materijala kao što su staklo i kamen kod kojih zbog vrijednosti tvrdoće nije moguće primijeniti klasične metode rezanja. Novo razvijeni nano WC prahovi biti će primijenjeni za razvoj sapnica čime će se postići izuzetno visoke vrijednosti tvrdoće (iznad 2500HV). Izvanredna vrijednost tvrdoće dovodi do ekstremne otpornosti na trošenje, daleko iznad konvencionalnih WC / Co tvrdih metala te svojstvima nadmašuje prethodnu generaciju ultrafinih prahova koji su se dosada koristili za razvoj sapnica.

02.
Korozijski postojani metali

Korozijski postojani tvrdi metali primjenjuju se u petrokemijskoj i kemijskoj industriji gdje su izloženi agresivnom djelovanju kemikalija. Korozijska postojanost WC-Co tvrdih metala uglavnom ovisi o korozijskoj postojanosti matrice, koja je najčešće Co. U neutralnim i kiselim medijima dolazi do selektivnog izlučivanja Co matrice, dok WC čestice nisu pogođene napadom korozije. Korozijska postojanost usko je povezana sa mikrostrukturnim parametrima, poput veličine WC zrna i udjelom matrice, parametrima medija poput pH vrijednosti, temperature i električnoj vodljivosti. Iz navedenog razloga projektom se predviđa istraživanje i konsolidacija nanostrukturiranih WC-Co-Ni i WC-Ni tvrdih metala u svrhu razvoja korozijski postojanih alata te proširenja područja primjene koji trenutno nisu dostupni na tržištu.

03.
Nanostrukturirani tvrdi metali s alternativnim vezivima

Nanostrukturirani tvrdi metali s alternativnim vezivima izuzetno su značajan predmet istraživanja u svijetu. Više od 90% svjetske proizvodnje tvrdih metala upravo čini WC-Co sustav sa sadržajem Co u rasponu od 3 do 30 %. Co se upotrebljava kao matrica jer njegovo vlaženje i kapilarne aktivnosti tijekom sinteriranja u tekućoj fazi omogućuju postizanje visokih gustoća. Međutim, pronalaženje alternativnih veziva intenzivno se istražuje zbog sljedećih razloga:

  • visoka cijena Co zbog nedostupnosti glavnih područja rude “industrijskom svijetu”
  • niska korozijska otpornost i otpornost na trošenje WC / Co-a ne mogu zadovoljiti sve veću potražnju na eksploatacijske performanse pod teškim radnim uvjetima.
04.
Referentne pločice tvrdoće

Izradom nanostrukturiranih referentnih pločica tvrdoće ostvarit će se bolja jednolikost tvrdoće po cijeloj ispitnoj površini, mogućnost mjerenja tvrdoće u mikropodručju, manja mjerna nesigurnost umjeravanja pločica te mjerenja tvrdoće općenito.

U industrijskom istraživanju pri konsolidaciji nanostrukturiranih tvrdih metala kao polazni materijal primijenit će se WC prahovi nano veličine zrna, uz dodatak inhibitora rasta zrna. Prilikom pripreme polaznih mješavina varirat će materijal i udio veziva; kobalta (Co), nikala (Ni) i željeza (Fe) kao i udio i vrsta kubičnih karbida; niobij karbida (NbC) i tantal karbida (TaC).

Prve tri godine projekta provodit će se industrijsko istraživanje kako bi se došlo do određenih spoznaja koje otvaraju prostor za proizvode i područja primjene koja se u ovom trenutku ne mogu predvidjeti.

Za postizanje vrhunske konsolidacije željenih proizvoda, implementirati će se nova tehnologija; sinter HIP postupak.